nZVI/PANI/ATP纳米纤维复合材料制备及对Cr(VI)的去除性能

采用原位聚合法合成了硝酸掺杂的纳米零价铁/聚苯胺/凹凸棒黏土(nZVI/PANI/ATP)纳米纤维复合材料,用于去除废水中的Cr(VI)。考察了投料质量、吸附时间和p H值对其吸附性能的影响,对吸附过程进行了动力学和热力学分析。结果表明,PANI/ATP表面负载纳米零价铁(nZVI),解决了nZVI颗粒的团聚及在处理Cr(Ⅵ)时容易被腐蚀和钝化的问题。复合材料制备过程中Fe、An和ATP的质量比为0.74∶1∶4时,所制备的材料吸附容量达到87.95 mg/g,nZVI/PANI/ATP复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附为化学吸附。

稳定化处理对Cu-10Ag-0.04Ce原位纳米纤维复合材料的组织及性能的影响

采用透射电子显微镜研究了Cu-10Ag-0.04Ce原位纳米纤维复合材料加工态和不同热处理状态的显微结构。加工态的Cu-10Ag-0.04Ce的显微结构为:富Ag相呈纤维分布在铜基内,粗大的Ag纤维尺寸大于50nm,而细的Ag纤维尺寸小于30nm。在200℃时,显微结构没有明显的变化;在300℃时,少量Ag纤维开始出现球化;400℃时开始出现不连续的Ag沉淀,局部出现再结晶现象;在500℃时材料发生明显的再结晶,晶粒开始长大。结果表明小于300℃时材料的性能是稳定的。

预测纳米纤维复合材料有效弹性性能的界面模型和界面相模型

基于广义自洽法,同时采用Gurtin-Murdoch界面模型和界面相模型研究了纳米纤维复合材料的有效弹性性能,获得了两种模型下有效体积模量的封闭解析解和计算有效面内剪切模量数值解的全部公式.基于界面模型的解答,讨论了有效体积模量和有效面内剪切模量的界面效应.证明了界面模型的解答可由界面相模型的解答退化得到,其中有效体积模量可以实现解析退化,有效面内剪切模量则可以数值退化.以含纳米孔洞的金属铝为例,比较了两种模型计算结果的差异.结果表明,当纳米孔洞半径较小时,两个模型的结果存在很大差异,而当半径较大时两个模型的结果差别不大.

PANI/Ag-TiO_2纳米纤维复合材料的制备及其抗菌性能研究

采用水热法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合材料,通过原位聚合法制备PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料,利用XRD、SEM、FT-IR等检测技术对复合材料的结构进行了表征。研究了光源、Ag掺杂量、不同实验菌种等因素对PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料抗菌性能的影响。结果表明:在无光照射情况下,PANI/Ag-TiO2纳米纤维复合材料具有良好的抗菌性能,在长波紫外光照射情况下,抗菌性能进一步增强。在浓度1mg/mL时,在无需光照的情况下对4种实验菌种杀菌率均达到99.99%。

基于静电纺丝技术的多级结构聚合物纳米纤维复合材料的研究进展

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的方法之一,以其制备的纤维具有直径可控、比表面积大、孔隙率高等优点,因而被广泛应用于过滤、催化、传感器及生物医学等众多领域.以静电纺丝纤维为模板可进一步构建多级结构的功能性聚合物纳米纤维复合材料,拓宽其应用范围.本文着重概述了近年来基于静电纺丝技术的简单共混型、核壳结构及多级结构的聚合物纳米纤维复合材料的制备、结构及性能,并展望了其应用研究前景.

Fe3O4/木质素基纳米碳纤维复合材料的制备及其微波吸收性能探究

本研究以蔗渣乙酸木质素为原料制备了木质素基实心和中空纳米碳纤维(CNFs和HCNFs),然后采用溶剂热法,将经浓硝酸表面氧化处理后的碳纤维和乙酰丙酮铁共混反应合成了Fe3O4/实心和中空纳米碳纤维复合材料(Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs)。通过傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪分析了碳纤维在浓硝酸氧化处理前后的结构变化,通过扫描电子显微镜能谱仪、X射线衍射仪、比表面积孔径分析仪、振动样品磁强计和矢量网络仪分析并对比了Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs的形貌结构、磁性能和微波吸收性能。结果表明,Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs的饱和磁化强度分别为12. 7emu/g和16. 5 emu/g,均表现出了典型的超顺磁性。相较于Fe3O4/CNFs,Fe3O4/HCNFs在厚度仅为1. 5mm下其最小反射损耗达-11. 8 dB,另外随着吸波体厚度在1. 0~2. 5 mm范围变化,小于-10 dB的吸收频带范围为5. 28~14. 75 GHz,表现出了更优异的微波吸收性能。

齿科聚合物基纤维纳米复合材料的力学性能研究

目的 研究纳米SiO2 -x对高强玻璃纤维 /EAM树脂复合材料性能的影响。方法 以纳米粒子SiO2-x、高强玻璃纤维 (S -GF)作为增强材料 ,以齿科丙烯酸树脂 (EAM树脂 )、过氧化苯甲酰 (BPO)作为基体 ,制备了聚合物基纤维纳米复合材料 ,测试了预浸料及复合材料的性能。结果 纳米SiO2 加入后可显著提高复合材料的强度和模量 ,当纳米SiO2 -x含量为 5 %时 ,复合材料的弯曲强度提高 5 5 .6 % (为 170 2 .4Mpa)。 结论 纳米SiO2 -x的加入 。

日经济产业省实施碳纳米纤维复合材料开发计划

日本经济产业省(METI)自2003财年(从2003年4月起至2004年3月底止)开始实施碳纳米纤维/铝镁合金复合材料的3年项目开发计划。

PMMA透光纳米复合材料的制备

利用同轴共纺技术制备出具有壳-芯结构的复合纳米纤维,再通过热压成型工艺将壳层的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)熔融,留下芯层的尼龙6(PA-6)纳米纤维作为增强材料,由此制备得到纳米纤维增强透光复合材料。实验结果表明,该复合材料较之纯PMMA板在力学性能上有明显改善,透光率则基本不受影响。应用SEM、TEM以及FTIR研究了复合纳米纤维的形貌和结构,并根据复合材料力学试验断口的SEM照片,分析了PA-6纳米纤维含量对复合材料力学性能和透光性能的影响。

纳米二氧化硅/纤维素复合材料制备及性能分析

本试验运用造纸的方法,即溶液-水凝胶方法成功制备了纳米二氧化硅/纤维素复合材料。在此基础上研究了该复合材料的各种性能,包括力学性能、热性能和吸湿性能。研究数据表明,复合材料中二氧化硅的质量分数会影响复合材料的性能,具体表现为当复合材料中二氧化硅的含量增多,材料的密度下降且材料的拉伸性和模量值都会有较大的下降幅度。但是,二氧化硅会正向影响材料的降解温度和活化能,材料的降解温度和活化能随着二氧化硅质量分数的增大而增大,且材料的吸湿性能也会增大。

聚偏氟乙烯纳米纤维抗菌膜的制备及其空气过滤性能研究

讨论了N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的配比对含碘有机抗菌剂溶解性的影响,优化制备工艺得到了对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有较好抗菌性的聚偏氟乙烯纳米纤维抗菌膜。通过调节收卷装置滚动轴承的卷曲速度,获得了具有不同阻力压降和空气过滤性能的丙纶基聚偏氟乙烯纳米纤维复合材料,经测定其最优过滤效率可达99.81%。综合考虑阻力压降,最佳品质因子可达0.0112,具备过滤空气中颗粒污染物的应用潜力。

复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.结果表明,压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低.对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器,虽然其相对迟滞稍大,但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大,且复制物和平整片内导电通路增加量较大,因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^(‒1)).制备的2种传感器均具有快速响应特性,且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应.研究表明,利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.

高附加值生物质复合材料研究现状

以生物质原料特性为出发点,简要介绍了微纳米纤维素复合材料和木塑复合材料的独特优势,针对当前研究的热点问题,总结了已有的研究成果,并对二者未来的发展方向和应用领域做出了展望。

分级结构ZnO-CNF纳米材料的制备及其电化学生物传感器的构建

本研究采用二次形核法制备了具有分级结构的氧化锌-碳纳米纤维(Zinc Oxide-carbonNanofibers, ZnO-CNF)复合材料,通过扫描电镜、电化学分析等一系列手段对复合材料及其构建的电化学生物传感器进行了表征。研究结果表明复合材料不仅对血红蛋白具有良好的固定作用,而且充当了血红蛋白和电极之间电子转移的中介。此外,构建的电化学生物传感器对三氯乙酸(TrichloaceticAcid, TCA)显示出良好的电催化能力,在0.77~230.00mmol/L浓度范围内显示出良好的线性关系,其最低检测限为0.25mmol/L(3σ)。

3D打印纳米纤维素增强聚乳酸血管支架的体外力学性能研究

动脉粥样硬化疾病是当今人们生命健康的巨大威胁,而血管内介入治疗是最有效的治疗方法之一。金属血管支架是治疗动脉血管疾病的主要手段,但植入血管后会导致支架血栓和支架内再狭窄等问题。生物可吸收血管支架是有望解决支架血栓和支架内再狭窄的新一代血管支架。本文采用3D打印熔融沉积成型技术,分别成型具有不同壁厚、直径,以及采用不同打印填充路径的聚乳酸血管支架和纤维素纳米纤维/聚乳酸复合材料支架,采用平面压缩法和三点弯曲法对其进行体外力学性能测试,获得支架的径向支撑性能和纵向柔顺性能。研究结果表明:相比聚乳酸支架,复合材料支架的径向支撑性能最高提升了47.6%;在相同的支架壁厚和支架直径情况下,复合材料血管支架的纵向柔顺性高于聚乳酸血管支架,提升了20.2%。此外,极差分析结果表明,壁厚对支架体外力学性能影响最大,其次是支架直径,打印填充路径对支架体外力学性能影响较小。本研究的成果为新型生物可吸收降解支架的研制提供了新的思路。

基于杨絮纤维的重金属离子吸附分离和催化材料

以杨絮纤维素(PF)为基体,以硝酸铈铵为引发剂,引发丙烯腈在纤维素的羟基上自由基聚合而制备杨絮纤维-聚丙烯腈接枝共聚物(PF-g-PAN),用盐酸羟胺将聚丙烯腈中的氰基偕胺肟化,制备了聚偕胺肟功能化杨絮纤维(PF-g-PAO)。分析了PF-g-PAN、PF-g-PAO纤维的形态结构,研究了在不同pH的溶液中PF-g-PAO对重铬酸钾溶液中铬及混合重金属离子的吸附行为和机理。利用偕胺肟基团对银离子的螯合作用,制备了偕胺肟杨絮纤维纳米银复合材料(PF-g-PAO/AgNPs),研究了PF-g-PAO对Ag(Ⅰ)的吸附还原机理及复合材料PF-g-PAO/AgNPs对对硝基苯酚(4-NP)还原反应的催化作用。在4-NP 0.3mmol/L、NaBH4264mmol/L、催化剂0.25mg/mL的催化条件下,PF-g-PAO/AgNPs表现出较好的催化活性,催化还原速率常数为1.87s^(-1)·g^(-1)。

磷酸铁锂电池碳纳米管膜加热结构设计及验证

针对磷酸铁锂电池低温环境下的性能衰减问题,设计开发了一种轻质高强、低压安全、高效节能的磷酸铁锂电池抗低温纤维碳纳米管膜加热功能结构并开展了实验验证。采用热压工艺实现了碳纳米管薄膜与复合材料层合结构的一体化成形。实验验证了FCL(fiber carbon-nanotube film laminated composite)加热器良好的温度均匀性、稳定性以及抗热疲劳性能。开展了低温环境下磷酸铁锂电池加热实验,并与传统的PTC(positive temperature coefficient)加热器进行了对比分析,结果表明:相较于传统的PTC加热器,FCL加热器质量减轻了59%,能量消耗降低了3.5%,温升效率提高了26%,功率质量比提升了195%。

气相生长纳米碳纤维与聚合物复合材料的性能研究

气相生长纳米碳纤维/聚合物复合材料是一种性能优良的复合材料。与传统的聚合物导电复合材料相比这种材料表现出优良的电学性能,屏蔽效能与热性能。本文首先对气相生长纳米碳纤维的生产、性能做了总体的介绍,然后对影响气相生长纳米碳纤维/聚合物导电复合材料的电学性能、屏蔽效能以及热学性能的因素做了详细的阐述,特别强调了纳米纤维的分散分布程度、填充浓度和纵横比等方面的影响。本文还对熔融聚合、原位聚合和溶液聚合等加工方法对气相生长纳米碳纤维(VGCNF)/聚合物复合材料最终性能的影响进行了综述,着重介绍了影响气相生长纳米碳纤维/聚合物复合材料电学性能的因素,其中最重要的影响因素是加工方法和加工条件。

生物可降解纤维在医学领域的应用研究

随着人口老龄化和疾病发病率的不断增加,人们对于高性能医用材料的需求越来越迫切。生物可降解纤维作为一种具有良好的生物相容性、可降解性和可塑性的材料,备受人们关注,成为当前研究的热点之一。文章探讨生物可降解纤维在医用材料领域中的应用及其复合应用,旨在为开发新型医用材料提供一定的参考。